DE19947462C1 - Sintergleitlager für Motoren und Getriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sintergleitlager für Motoren und Getriebe mit einer von einer Lagerbohrung gebildeten und mit Schmierstoff auf Schmierstoffdepots im Lager beaufschlagbaren Lauffläche, bei dem die Lagerbohrung über den Umfang verteilt abwechselnd hoch verdichtete, kleinporige Laufflächen und von Stirnseite zu Stirnseite des Lagers niedrig verdichtete offenporige Schmierstoffdepots aufweist. Die Schmierung des Sintergleitlagers wird dadurch verbessert, dass die Schmierstoffdepots als Rillenstrukturen (15) mit mindestens zwei Längsrillen (14) gebildet sind, die von Stirnseite (12) zu Stirnseite (13) des Lagers (10) in spitzem Winkel zur Mittelachse der Lagerbohrung (11) geneigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sintergleitlager für Motoren und Getriebe mit einer von einer Lagerbohrung gebildeten und mit Schmierstoff aus Schmierstoffdepots im Lager beaufschlagbaren Lauffläche, bei dem die Lagerbohrung über den Umfang verteilt abwechselnd hoch verdichtete, kleinporige Laufflächen und von Stirn­ seite zu Stirnseite des Lagers niedrig verdichtete offenporige Schmierstoffde­ pots aufweist.

Ein derartiges Sintergleitlager ist aus der DE-Z "Tribologie + Schmierungstech­ nik", 45. Jahrgang, 1/1998, Seiten 47/48 bekannt. Die Schmierstoffdepots werden als im Querschnitt dreieckförmige Nuten in die Lagerbohrung des Sinter­ körpers eingebracht, während die Laufflächen zwischen den Nuten durch Kali­ brieren verdichtet werden. Diese Schmierstoffdepots können wohl Schmierstoff aufnehmen, der beim Betrieb aus dem Sinterlager austritt, d. h. aus den nicht hoch verdichteten Bereichen desselben verdrängt wird. Da die Nuten axial ge­ richtet und in größerem Abstand zueinander angeordnet sind, sowie eine große Breite aufweisen, ist die Schmierwirkung nicht optimal auf die gesamte Lauf­ fläche der Lagerbohrung verteilt und besonders in den Anlaufphasen des Be­ triebes nicht ausreichend.

Dies gilt sinngemäß auch für ein Sintergleitlager nach der US 5,704,718, bei dem die Schmierstoffdepots große U-förmige Nuten bilden, deren Nutgrund ge­ genüber den Laufflächen mit größerem Durchmesser abgesetzt sind. Der im Be­ reich dieser Nuten im Stillstand gespeicherte Schmierstoff kann in den An­ laufphasen des Betriebes nicht wirksam zur Schmierung beitragen. Die Schmier­ stoffdepots müssen sich erst mit Schmierstoff füllen, bevor sie wirkungsvoll an der Schmierung der Welle beteiligt sind.

Wie die US 1,398,220 zeigt, ist es auch bekannt, in der Lagerbohrung eines Lagers Nuten vorzusehen und in diese Nuten Schmierstoff aufnehmendes Mate­ rial einzubringen. Dabei sind in axialer Richtung der Lagerbohrung mehrere wendelförmige Nuten angeordnet, die sich nicht von Stirnseite zu Stirnseite der Lagerbohrung erstrecken. Die Schmierstoff aufnehmenden Materialien sind nicht einstückiger Bestandteil des Lagers, so dass deren Einbringung zusätzlichen Montageaufwand erfordert, der die Herstellung des Lagers verteuert.

Ein selbstschmierendes Lager ist aus der US 1,557,137 bekannt, bei dem ein Schmierstoff aufnehmendes Innenlager in einem Hartmetall-Lager angeordnet ist. Dabei trägt das Hartmetall-Lager eine nutförmige Wendel, die den Schmierstoff für das Innenlager aufnimmt.

Aus der DE-Z, ant, "antriebstechnik", 16 (1977) Nr. 3, S. 122 sind Ketten­ nuten-Gleitlager bekannt mit Nutenschleifen in der Lagerbohrung, die dafür sorgen, dass der in die Nutenschleifen strömende Schmierstoff immer wieder zur Lagermitte zurückgeführt wird. Damit wird verhindert, dass an den Stirn­ seiten der Lagerbohrung Schmierstoff verloren geht. Als Material für das Lager werden besondere Metall-Legierungen verwendet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Sinterlager der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass unabhängig von der Einbaulage des Lagers zumindest ein Teil­ bereich der Umfangsfläche der eingeführten Welle mit Schmierstoffen versorgt wird. Dabei soll das Sinterlager dennoch einfach herstellbar bleiben und die Schmierung der Welle besonders in der Anlaufphase verbessert werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Schmierstoff­ depots als Rillenstrukturen mit mindestens zwei Längsrillen gebildet sind, die von Stirnseite zu Stirnseite des Lagers in spitzem Winkel zur Mittelachse der Lagerbohrung geneigt sind, dass die Längsrillen durch niedrig verdichtete Rillenkuppen voneinander getrennt sind und dass die Rillenkuppen als nicht­ tragende Berührungsflächen zur Schmierstoffübertragung zumindest teilweise mit der in die Lagerbohrung eingeführten Welle in Kontakt stehen.

Durch die geneigte Ausrichtung der Rillenstrukturen können die Laufflächen- Streifen zwischen den Rillenstrukturen an den Strukturen des Lagers über­ lappen, so dass eine eingeführte Welle stets zumindest teilweise mit einem Schmierstoffdepot in Verbindung steht und dies über den gesamten Umfang der Welle. Da die Rillensstrukturen mit den niedrig verdichteten Rillenkuppen als Schmierstoffspeicher im Stillstand der Welle mit Schmierstoff angereichert werden, wird die Welle schon aus dem Stillstand heraus in der Anlaufphase besser geschmiert, was sich auf die Lebensdauer des Lagers positiv auswirkt, insbesondere dann, wenn das Lager für häufigen Anlauf der Welle verwendet wird. Die Rillenkuppen stehen nur in Berührungskontakt mit der Welle, sind im Gegensatz zu den Laufflächen aber nicht tragend beteiligt.

Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Längsrillen der Rillenstruk­ turen im Bereich der Stirnseiten geschlossen sind, dann kann der von den Längsrillen der Rillenstrukturen aufgenommene Schmierstoff nicht aus dem La­ ger austreten und steht voll zur Schmierung der Welle zur Verfügung.

Die Längsrillen können nach einer einfachen Ausgestaltung durch verformte Teile des Sinterlagers verschlossen sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Verteilung des Schmierstoffes auf die gesamte Umfangsfläche der Welle dadurch noch verbessert werden, dass die Enden benachbarter Rillenstrukturen sich an den beiden Stirnseiten min­ destens teilweise überlappen.

Das Einbringen der Rillenstrukturen in die Lagerbohrung wird dadurch er­ leichtert, dass die Rillenstrukturen in gleichem Abstand und damit in gleichem Winkelbereich zueinander angeordnet sind, da die Winkelstellung des Einbring­ werkzeuges beibehalten werden kann.

Entscheidend bleibt, dass die Rillenkuppen mit der Welle zur Schmierstoff­ übergabe je­ doch zumindest teilweise in Kontakt stehen. Damit wird über die porösen Ril­ lenkuppen auch die Schmierung der Welle in den Anfangsphasen des Betriebes verbessert.

Für die Dimensionierung der Rillenstrukturen hat sich eine Ausgestaltung für vorteilhaft erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Längsrillen eine Tiefe von bis zu 0,5 mm und eine Breite im Bereich der Lagerbohrung von 0,30 bis 0,50 mm aufweisen, wobei die Radien der Längsrillen mindestens 0,05 mm betragen, und dass die Rillenkuppen spiegelbildlich gleiche Abmessungen auf­ weisen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung in Perspektive dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Ein hülsenförmiges Sintergleitlager 10 mit den beiden Stirnseiten 12 und 13 hat eine Lagerbohrung 11, in der sich Rillenstrukturen 15 mit Längsrillen 14 und Rillenkuppen 16 mit Streifen von Laufflächen 19 abwechseln. Die Rillenstruk­ turen 15 mit den Längsrillen 14 und Rillenkuppen 16 sind niedrig verdichtet und daher offenporig, so dass sie als Speicher für Schmierstoff wirken. Die Streifen von Laufflächen 19 sind durch Kalibrierung hoch verdichtet und kleinporig, so dass sie für die Welle verschleißfeste Gleitflächen bilden, ihre Schmierstoff- Speicherfähigkeit ist jedoch sehr gering.

Die Rillenstrukturen 15 sind aus mindestens zwei Längsrillen 14 - im Ausfüh­ rungsbeispiel 3 - gebildet, die durch Rillenkuppen 16 voneinander getrennt sind. Die Rillenkuppen 16 sind spiegelbildlich zu den Längsrillen 14 ausgebildet und entsprechend gleich dimensioniert. So kann eine Längsrille 14 eine Tiefe von bis zu 0,50 mm und eine Breite von 0,30 bis 0,50 mm aufweisen. Die Radien der Längsrillen 14 und der Rillenkuppen 16 können mindestens 0,05 mm betragen. Die Rillenkuppen 16 sind niedrig verdichtet und stehen nichttragend mit der Welle in Kontakt, um auch in den Anlaufphasen des Betriebes eine Schmierwir­ kung für die Welle zu erreichen.

Die Rillenstrukturen 15 verlaufen nicht parallel zur Mittelachse der Lagerbohrung 11, sondern sind zu dieser im spitzen Winkel geneigt. Dabei sind benachbarte Rillenstrukturen 15 an beiden Stirnseiten 12 und 13 mit ihren gegenüberliegen­ den Enden aneinander gereiht. Die Neigung der Rillenstrukturen 15 kann auch so gewählt werden, dass benachbarte Rillenstrukturen 15 mit den gegenüber­ liegenden Enden auf den Stirnseiten 12 und 13 sich zumindest teilweise über­ lappen. Die in die Lagerbohrung 11 eingeführte Welle steht daher mit einem Teilbereich seiner Umfangsfläche stets mit einer Rillenstruktur 15 in Kontakt und damit ist die Schmierung stets über den gesamten Umfang der Welle - zu­ mindest mit einem Teil desselben - ausgedehnt. Die Längsrillen 14 sind auf beiden Stirnseiten 12 und 13 des Sintergleitlagers 10 verschlossen, wie die verformten Teile 17 und 18 der Stirnseiten 12 und 13 zeigen. Dies kann durch einen Stauchvorgang nach dem Einbringen der Längsrillen 14 erreicht werden.

Die Außenkanten der Stirnseiten 12 und 13 des Sintergleitlagers 10 können mit einer Phase abgeschrägt sein.

Claims (6)

1. Sinterlager für Motoren und Getriebe mit einer von einer Lagerbohrung gebildeten und mit Schmierstoff aus Schmierstoffdepots im Lager beauf­ schlagbaren Lauffläche, bei dem die Lagerbohrung über den Umfang ver­ teilt abwechselnd hoch verdichtete, kleinporige Laufflächen und von Stirnseite zu Stirnseite des Lagers niedrig verdichtete offenporige Schmierstoffdepots aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schmierstoffdepots als Rillenstrukturen (15) mit mindestens zwei Längsrillen (14) gebildet sind, die von Stirnseite (12) zu Stirnseite (13) des Lagers (10) in spitzem Winkel zur Mittelachse der Lagerbohrung (11) geneigt sind,
dass die Längsrillen (14) durch niedrig verdichtete Rillenkuppen (16) voneinander getrennt sind und
dass die Rillenkuppen (16) als nichttragende Berührungsflächen zur Schmierstoffübertragung zumindest teilweise mit der in die Lagerbohrung (11) eingeführten Welle in Kontakt stehen.

2. Sintergleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrillen (14) der Rillenstrukturen (15) im Bereich der Stirn­ seiten (12, 13) geschlossen sind (17, 18).

3. Sintergleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrillen (14) durch verformte Teile (17, 18) des Lagers (10) verschlossen sind.

4. Sintergleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden benachbarter Rillenstrukturen (15) sich an den beiden Stirnseiten (12, 13) mindestens teilweise überlappen.

5. Sintergleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillenstrukturen (15) in gleichem Abstand und damit in gleichem Winkelbereich zueinander angeordnet sind.

6. Sintergleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrillen (14) eine Tiefe von bis zu 0,5 mm und eine Breite im Bereich der Lagerbohrung (11) von 0,30 bis 0,50 mm aufweisen, wobei die Radien der Längsrillen mindestens 0,05 mm betragen, und dass die Rillenkuppen (16) spiegelbildlich gleiche Abmessungen aufwei­ sen.